Tft阵列检查方法以及tft阵列检查装置的制作方法
专利名称：Tft阵列检查方法以及tft阵列检查装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对液晶基板等的薄膜晶体管(Thin Film Transistor, TFT)基板的阵列(array)进行检查的TFT阵列检查，尤其涉及用于TFT阵列缺陷检测的检测强度的数据(data)处理。
背景技术：
在液晶阵列检查装置等的阵列检查装置中，作为对液晶基板等的基板上进行拍摄所得的拍摄图像，可使用以光学方式拍摄所得的光学拍摄图像或者使电子束或离子束(ionbeam)等的带电束在基板上进行二维扫描所得的扫描图像。在用于TFT显示器(display)装置的TFT阵列基板的制造工序中，须检查所制造 的TFT阵列基板是否正确驱动(专利文献1、2)。例如已知有一种阵列检查装置，其对作为检查对象的基板的阵列施加检查信号以使阵列成为规定电位状态，并对基板上二维照射电子束或离子束等的带电束来进行扫描，并基于通过该射束扫描获得的扫描图像来检查TFT的阵列。在TFT阵列检查中，例如，利用光电倍增器(photomultiplier)等来将通过电子束的照射而释放的二次电子转换为模拟(analog)信号以进行检测，并基于该检测信号的信号强度来判定阵列缺陷。TFT基板的阵列与像素(pixel)是对应地形成，通过对阵列施加驱动信号，能够驱动特定的像素。在TFT阵列检查中，一般是对阵列施加规定图案(pattern)的驱动信号，从而以规定图案来驱动形成在基板内的面板(panel)的各像素，对这些像素照射电子束，并检测从照射点释放的二次电子。通过在面板内以扫描的方式进行该电子束照射，从而从面板内的各像素获取检测信号。在针对像素的带电束的扫描中，以往是对各像素照射例如4X4点或者4X3点的带电束并将照射点作为取样(sampling)点，从而对一像素检测多个取样点的检测信号，并使用该检测信号来算出信号强度，所述信号强度用于检测与像素对应的阵列的缺陷。图14是用于说明以往的取样例的概略图。在图14中，对一个像素照射4X4点的合计16点的带电束并将各照射点作为取样点，使用在各取样点检测的检测信号来获取用于缺陷检测的检测信号。在图14中，对于各像素，使邻接的像素间产生不同的电位，以施加电压图案的检查信号。各像素的缺陷检测是通过下述方式来进行，即由像素内的4X4点或者4X3点的取样点的检测信号来算出缺陷检测用的信号强度，并将该信号强度与预定的阈值进行比较。先前技术文献专利文献专利文献I :日本专利特开2004-271516号公报专利文献2 :日本专利特开2004-309488号公报专利文献3 :日本专利特开2002-26093号公报
发明内容
_4] 发明要解决课题在进行基板的阵列检查时，必须针对形成在面板上的各像素而通过带电束扫描来对检测信号进行检测。以往，在各像素中，如前所述，是对例如4X4点或者4X3点等的多个取样点获取检测信号。缺陷判定是以像素为单位来进行。通过检测缺陷像素，能够检测在驱动该像素的阵列部分存在短路或开放等的缺陷，以进行阵列检查。阵列的缺陷种类的判定可通过改变面板上的各像素的电压图案而变更。各像素的电压图案例如可通过改变对纵向或者横向的阵列施加的电压图案来变更。以像素为单位的缺陷判定是通过下述方式来进行，S卩，在各像素的取样点进行检测并基于多个检测信号来算出缺陷判定用的信号强度，并将该信号强度与预定的缺陷判定 用的阈值进行比较。在算出该缺陷判定用的信号强度时，有时会在各像素的取样点所检测到的检测信号中包含噪声(noise)成分。该噪声成分会使检测信号的信号强度偏离原本的值。因此，若基于包含噪声成分的检测信号的信号强度来进行缺陷判定，则可能会造成误检测，例如将正常像素判定为缺陷像素，或者将缺陷像素判定为正常像素。因此，本发明的目的在于解决上述课题，不受附加于检测信号的噪声成分影响地检测缺陷像素以进行阵列检查。解决课题的手段本申请案的发明人发现在使带电束在面板上进行扫描所得的信号图像中，会出现因缺陷产生的该缺陷种类特有的缺陷形状与因噪声造成的噪声形状，缺陷形状与噪声形状能够通过他们的形状来甄别。本发明是基于该新发现的见解，从信号图像中出现的形状中，将缺陷形状从噪声形状中甄别并检测出来，通过该缺陷形状的检测来检测缺陷像素以及与该缺陷像素对应的阵列缺陷，以检查阵列。本发明是TFT阵列检查，可采用阵列检查方法的态样以及阵列检查装置的态样，所述TFT阵列检查是对TFT基板的面板施加规定电压的检查信号以驱动阵列，并对该面板上照射带电束来进行扫描，并基于在该带电束扫描中检测到的检测信号来检查TFT基板的阵列。本发明的阵列检查方法的态样包括检测工序，通过带电束的照射来检测面板上的取样点的信号强度；二值化工序，对在检测工序中检测的取样点的信号强度进行二值化，求出二值化图像；对照工序，将在二值化工序中求出的二值化图像中所含的形状作为对照对象形状，对该对照对象形状与预先登记的登记形状进行形状比较以进行对照；以及缺陷判别工序，根据对照工序的对照结果，判别对照对象形状中是否包含登记形状，若在对照对象形状中包含至少一个登记形状，则将包含该对照对象形状的像素判别为缺陷，若在对照对象形状中不包含所登记的所有登记形状中的任何登记形状，则将包含对照对象形状的像素判别为正常，且将与在缺陷判别工序中判别为缺陷的像素对应的阵列作为缺陷阵列而检测出。
本发明的阵列检查装置的态样包括检测部，通过带电束的照射来检测面板上的取样点的信号强度；二值化部，对在检测工序中检测的取样点的信号强度进行二值化，求出二值化图像；对照部，将由二值化部求出的二值化图像中所含的形状作为对照对象形状，对该对照对象形状与预先登记的登记形状进行形状比较以进行对照；以及缺陷判别部，根据对照部的对照结果，判别对照对象形状中是否包含登记形状，若在对照对象形状中包含至少一个登记形状，则将包含该对照对象形状的像素判别为缺陷，若在对照对象形状中不包含所登记的所有登记形状中的任何登记形状，则将包含对照对象形状的像素判别为正常，且将与由缺陷判别部判别为缺陷的像素对应的阵列作为缺陷阵列而检测出。在检测工序以及检测部中，使用电子束来作为带电束，将该电子束照射至面板上，对从面板上的取样点释放的二次电子进行检测，以检测该二次电子的检测信号的信号强度。在检测工序中获得的信号强度取决于面板上的取样点的电压而变化，若因阵列缺陷导致像素存在缺陷，则在该像素上的取样点获得的信号强度将成为与从正常的像素获得的信号强度不同的值，通过该信号强度来判别正常像素与缺陷像素。二值化工序以及二值化部是对取样点的信号强度与预定的阈值进行比较，并根据 比较结果来使二值关联于与取样点对应的位置，从而形成二值化图像。对于在检测工序以及检测部中获得的信号强度而言，在正常像素以及缺陷像素中具有与各状态相应的强度分布，且信号强度分别包含偏差。因此，若根据该信号强度来形成信号图像，则会因信号强度有所偏差而导致形状发生变化，因此无法特定形状，从而难以基于形状来判别正常像素与缺陷像素。因此，在本发明中，通过对检测信号的信号强度进行二值化，从而避免因信号强度的偏差造成形状不定，以便能够根据形状来判别正常像素与缺陷像素。对照工序以及对照装置是具备多个登记形状，并将从所述多个登记形状中选择的每个登记形状与对照对象形状进行形状比较。出现在信号图像上的因缺陷造成的形状视缺陷的种类或缺陷在像素上的位置而不同，能够预先求出其形状。本发明预先求出该因缺陷造成的形状并准备作为登记形状。登记形状采用二值化的数据，从而与在二值化工序中求出的二值化图像的对照对象形状进行比较。在该形状比较中，针对同一对照对象形状，反复进行选择处理与形状比较处理，直至在缺陷判别中判别为缺陷为止，所述选择处理是从多个登记形状中选择登记形状，所述形状比较处理是对在该选择处理中选择的登记形状与对照对象形状进行形状比较。也要考虑到在同一像素内存在多个缺陷的情况，但只要检测到多个登记形状中的至少一个登记形状，便可判别该像素为缺陷像素，从而无须进一步检测其他缺陷。因此，在该形状比较中，当在缺陷判别工序中判别为缺陷时，则将该像素视为缺陷像素，进行下个像素的形状比较。对照对象形状与登记形状的对照可通过二值化图像的数据处理来进行，可采用各种处理态样。例如，可使用下述的数据处理等，即将登记形状的形状设为窗口，一方面相对于二值化图像来使窗口移动一方面在数据上重叠，判别处于该窗口内的二值化图像的数据是否与窗口的形状一致；使二值化图像的数据通过与登记形状对应的匹配滤波器(matchingfilter)，从而进行判别；以及形成与对照对象形状对应的方矩阵以及与登记形状对应的方矩阵，求出一个方矩阵的逆矩阵与另一个方矩阵之积，根据该积是否为单位矩阵来进行判别。(发明的效果)根据本发明，能够不受附加于检测信号的噪声成分影响地检测缺陷像素以进行阵列检查。
图I是用于说明本发明的TFT阵列检查的工序的流程图 。图2是用于说明本发明的TFT阵列检查的直至形成信号图像为止的工序的说明图。图3是用于说明本发明的TFT阵列检查的二值化图像的流程图。图4是用于说明本发明的TFT阵列检查的二值化图像的流程图。图5是用于说明本发明的TFT阵列检查的二值化图像的说明图。图6是用于说明本发明的TFT阵列检查的对照的说明图。图7是用于说明本发明的TFT阵列检查的对照的说明图。图8是用于说明本发明的TFT阵列检查的对照处理例的说明图。图9是用于说明本发明的TFT阵列检查的对照处理例的说明图。图10是用于说明本发明的TFT阵列检查的对照处理例的说明图。图11是用于说明进行本发明的TFT阵列检查的检查装置的一结构例的图。图12是用于说明缺陷检测部的一结构例的图。图13是用于说明进行邻接的多个像素中的缺陷判别的例子的图。图14是用于说明以往的取样例的概略图。
具体实施例方式以下，参照图来详细说明本发明的实施方式。以下，使用图I至图10来说明本发明的TFT阵列检查的各工序，使用图11、图12来说明本发明的TFT阵列检查的装置结构例，使用图13来说明缺陷形状跨及多个像素间的例子。首先，针对本发明的TFT阵列检查的各工序，使用图I即用于说明本发明的TFT阵列检查的工序的流程图，图2即用于说明本发明的TFT阵列检查的直至形成信号图像为止的工序的说明图，图3、图4即用于说明本发明的TFT阵列检查的二值化图像的流程图，图5即用于说明本发明的TFT阵列检查的二值化图像的说明图，图6、图7即用于说明本发明的TFT阵列检查的对照的说明图，图8至图10即用于说明本发明的TFT阵列检查的对照处理例的说明图来进行说明。本发明的TFT阵列检查具备检测工序(SI)，通过带电束的照射来检测面板上的取样点的信号强度；二值化工序(S4)，对在检测工序(SI)中检测的取样点的信号强度进行二值化，求出二值化图像；对照工序(S8)，将在二值化工序(S4)中求出的二值化图像中所含的形状作为对照对象形状，对该对照对象形状与预先登记的登记形状进行形状比较以进行对照；以及缺陷判别工序(S9 S12)，根据对照工序的对照结果，判别对照对象形状中是否包含登记形状，若在对照对象形状中包含至少一个登记形状，则将包含该对照对象形状的像素判别为缺陷，若在对照对象形状中不包含所登记的所有登记形状中的任何登记形状，则将包含对照对象形状的像素判别为正常。将与在缺陷判别工序(S9 S12)中判别为缺陷的像素对应的阵列作为缺陷阵列而检测出。首先，对TFT基板的面板施加规定电压的检查信号以驱动阵列，并对该面板上照射带电束来进行扫描，对因该带电束扫描而从照射点释放的信号进行检测。当使用电子束来作为带电束时，检测二次电子的检测信号。此处，带电束的照射点对应于对检测信号进行检测的取样点。图2 (a)示意性地表示取样点。当使用电子束来作为带电束时，释放出二次电子，获取对该二次电子进行检测所得的检测信号(Si)。将检测到的检测信号与取样点一同记录为检测数据。此处，取样点是获得检测信号的点，对应于对面板上照射带电束的点(S2)。通过扫描所获得的取样点的位置与形成在面板上的像素之间的位置关系不明，这 样就无法指定与像素对应的取样点，从而无法进行阵列的缺陷检测。本发明为了识别取样点相对于像素的关系，针对面板的像素来关联取样点，从而求出各像素内所含的取样点。该关联例如可通过如下方式来进行，即取样点的位置为作为检查对象的面板上的位置，可根据对形成有该面板的基板进行支撑的平台(stage)上的位置与带电束的照射位置来求出，除此以外，还可对像素形成规定的电压图案，并检测邻接的点间的信号强度，根据信号强度的差异来求出像素间的边界，根据该边界来求出相对于像素的取样点对应关系。由此，求出取样点与像素的对应关系，在检测数据中识别像素。图2(b)表示取样点与像素的对应关系(S3)。所述检测数据可由其位置与信号强度形成信号图像。但是，对于该信号强度而言，在正常像素以及缺陷像素中具有与各状态相应的强度分布，信号强度分别包含偏差。图2(c)示意性地表示根据取样点处的检测信号的信号强度求出的信号图像与像素的关系。如果像这样根据包含偏差的信号强度来形成信号图像，则会因信号强度的偏差而导致形状发生变化，因此难以特定形状，从而难以用于判别像素的正常及缺陷。因此，通过对检测信号的信号强度进行二值化，从而避免因信号强度的偏差造成的形状不定，以便能够基于形状来判别像素的正常与缺陷。通过二值化工序，由信号图像形成二值化图像。二值化的处理是对取样点的信号强度与预定的阈值进行比较来进行。根据比较结果来确定二值，并关联于与取样点对应的位置。由此来形成二值化图像。图3是用于说明二值化的图。像素的缺陷在像素的电压上以两种形态出现。一个形态是缺陷像素的电压为比正常像素的电压低的电压而出现的情况，被称作黑缺陷。另一个形态是缺陷像素的电压为比正常像素的电压高的电压而出现的情况，被称作白缺陷。图3 (a)表示黑缺陷的情况下的二值化。此时，预定缺陷强度max作为对信号强度进行二值化的阈值，将信号强度比缺陷强度max低的信号图像的位置关联于缺陷，将信号强度比缺陷强度max高的信号图像的位置关联于正常。图3 (b)表示白缺陷的情况下的二值化。此时，预定缺陷强度min ( <缺陷强度max)作为对信号强度进行二值化的阈值，将信号强度比缺陷强度min高的信号图像的位置关联于缺陷，将信号强度比缺陷强度min低的信号图像的位置关联于正常。图4是表示黑缺陷的二值化的顺序的流程图。黑缺陷的二值化是读出在S2中存储的取样点的信号强度(S4a)，对读出的信号强度与黑缺陷的阈值即缺陷强度max进行比较(S4b)。若信号强度大于缺陷强度max，则视该信号强度为正常级别(level)，对与该取样点对应的信号图像的位置设定表示正常像素的值(S4c)。另一方面，若信号强度为缺陷强度max以下，则视该信号强度为缺陷级别，对与该取样点对应的信号图像的位置设定表示缺陷像素的值。通过二值化关联于正常像素以及缺陷像素而设定的值例如可任意定为“O”以及“I” 等(S4d)。对于所有取样点的信号强度进行S4a S4d的处理，从而由信号图像形成二值信号图像(S4e)。
图5是表示白缺陷的二值化的顺序的流程图。白缺陷的二值化是读出在S2中存储的取样点的信号强度(S4A)，对读出的信号强度与白缺陷的阈值即缺陷强度min进行比较(S4B)。若信号强度为缺陷强度min以上，则视该信号强度为缺陷级别，对与该取样点对应的信号图像的位置设定表示缺陷像素的值(S4C)。另一方面，若信号强度小于缺陷强度min，则视该信号强度为正常级别，对与该取样点对应的信号图像的位置设定表示正常像素的值。通过二值化关联于正常像素以及缺陷像素而设定的值例如可任意定为“O”以及“I”等(S4D)。对于所有取样点的信号强度进行S4A S4D的处理，从而由信号图像形成二值信号图像(S4E)。对通过二值化处理而获得的二值化数据进行记录。二值化数据例如可设为在二值化处理中设定的值以及像素内的位置(S5)。为了从二值化图像中检测缺陷，对出现在二值化图像中的对照对象形状与登记形状进行比较以对照，判别在对照对象形状内是否包含登记形状。对照对象形状是由经二值化处理判别为缺陷级别的点的集合所形成的形状，包含由因缺陷产生的点的集合所形成的形状、或者由因噪声造成的点的集合所形成的形状。若判别为在对照对象形状内包含登记形状，则判别该像素为缺陷像素。登记形状是预先求出在缺陷像素中出现的二值图像中的形状。该登记形状在以软件(software)进行对照处理时，是预先记录表示该形状的数据，除此以外，在以硬件(hardware)进行对照处理时，可由表示该形状的元件配置构成。从记录的二值化图像中读出二值化数据(S6)，对读出的二值化数据与登记形状的二值化数据进行比较(S7)，判别在对照对象形状中是否包含登记形状(S8)。若包含登记形状，则判别包含该形状的像素为缺陷像素(S9)。若不包含登记形状，则针对所登记的其他登记形状反复进行S7、S8的处理以判别登记形状的有无，若不包含所登记的所有登记形状(SlO)，则判别该像素为正常像素(Sll)。针对所有对照对象形状进行S6 Sll的处理，以从二值化图像中检测缺陷像素(S12)。图6、图7表不对照的一例。图6 (a)、图7 (a)表不黑缺陷的二值化图像的一例，图中的白部分表示正常级别，黑部分表示缺陷级别。缺陷级别包含因缺陷造成的部分与因噪声造成的部分，因此通过将对照对象形状与登记形状进行对照，从而判别因缺陷而非因噪声造成的形状。图6(b) 图6(g)所示的像素表示二值化图像中的对照对象形状与登记形状的对照例。在图6(b) 图6(e)所示的像素的对照以及图6(g)所示的像素的对照中，由于在二值化图像中不包含登记形状，因此判别这些像素为正常像素。另一方面，在图6(f)所示的像素的对照中，判别为在二值化图像中包含登记形状，因此判别该像素为缺陷像素。图7表示通过图6所示的借助一个登记形状的对照而检测出缺陷像素后，通过其他登记形状来进行对照的例子。图7(b) 图7(g)所示的像素表示二值化图像中的对照对象形状与登记形状的对照例。在图7(b) 图7(e)所示的像素的对照中，由于在二值化图像中不包含登记形状，因此判别这些像素为正常像素。图7(f)所示的像素已通过所述的图6(f)的像素对照而检测出了登记形状，因而不需要此处的登记形状的对照而省略。在图7(g)所示的对照中，判别 为在二值化图像中包含登记形状，因而判别该像素为缺陷像素。接下来，使用图8 图10来表示对照处理的一例。对照对象形状与登记形状的对照可通过二值化图像的数据处理来进行，可采用各种处理态样。图8表示下述数据处理例，即，将登记形状的形状设为窗口，一方面相对于二值化图像来使窗口移动一方面在数据上重叠，判别处于该窗口内的二值化图像的数据是否与窗口的形状一致。图8(a)表示一像素的二值化图像例，图中的白部分表示正常级别，黑部分表示缺陷级别。图8(b)表示登记形状的例子。在该对照例中，通过下述方式来进行对照，即，将登记形状设为窗口，在数据上与二值化图像重叠，判别处于该窗口内的二值化图像的数据是否与窗口的形状一致。图8(c) 图8(h)示意性地表示一方面相对于二值化图像而使窗口依序错开一方面重叠的例子。在图8(c)、图8(e) 图8(h)所示的重叠中，二值化图像存在与登记形状的窗口不一致的部分，因此判别对照对象形状并非缺陷形状。另一方面，在图8(d)所示的重叠中，二值化图像与登记形状的窗口一致，因此判别对照对象形状为缺陷形状。二值化图像与窗口的图像重叠可通过下述方式来进行，S卩，从像素的二值化图像中提取与登记形状的窗口对应的数据，并分别比较对应的像素位置的二值。图9表示通过使二值化图像的数据通过与登记形状对应的匹配滤波器来进行判别的数据处理例。图9所示的匹配滤波器的结构是形成包含登记形状的方矩阵，并对应于该方矩阵而包含延迟元件、与电路(AND电路)以及或电路(0R电路)。例如，从方矩阵的左上朝向右下，根据行方向与列方向来输入信号，在各信号的值之间配置延迟元件，在各延迟元件的输出内的与“ I ”对应的延迟元件的输出上配置与电路，进而，在登记形状所具备的所有与电路的输出上配置与电路。向与电路的另一个输入端输入“I”。例如，在图9中，相对于登记形状的二值化信号而形成方矩阵P、Q、R。在方矩阵内除了登记形状的二值化信号以外的要素以“X ”表示。对应于方矩阵P的二值化信号内的“I”而形成与电路(AND电路)200 203，将与电路200 203的输出输入至与电路204。同样地，对应于方矩阵Q的二值化信号内的“ I ”而形成与电路300 303，将与电路300 303的输出输入至与电路304，对应于方矩阵R的二值化信号内的“I”而形成与电路400 403，将与电路400 403的输出输入至与电路404，将与电路204、304、404的输出输入至或电路(OR电路)500。当将对照对象形状的二值化信号依序输入该匹配滤波器时，若在对照对象形状内包含登记形状，则从或电路500获得输出。在图9的例子中，仅从与方矩阵Q对应的与电路304输出信号，从或电路500获得输出。通过从或电路500获得输出，能够进行缺陷判别。若未从或电路500获得输出，则可判别像素为正常。当借助该匹配滤波器时，可由硬件来构成与预定的登记形状对应的匹配滤波器，并依序输入各像素的二值化图像的二值化信号，由此可进行缺陷判别。接下来，使用图10表示通过行列式的运算来进行缺陷判别的例子。在该缺陷判别中，形成与对照对象形状对应的方矩阵，并且形成与登记形状对应的方矩阵，求出一个方矩 阵的逆矩阵与另一个方矩阵之积，根据该积是否为单位矩阵来进行判别。图10(a)表示形成与对照对象形状对应的方矩阵的例子，图10(b)表示形成与登记形状对应的方矩阵的例子。图10(b)所示的登记形状的例子为3行，因此对应的方矩阵为3行X3列。与该登记形状对应的方矩阵Al是对第3列追加
而形成。在对照对象形状内是否包含登记形状的判定中，除了登记形状所具备的“I”的要素排列以外，还将“O”的要素排列为“I”的情况包括在内进行缺陷判别，因此除了上述方矩阵Al以外，还准备使要素排列“O”反转为“I”的方矩阵A2、A3、A4。为了对与根据该登记形状形成的方矩阵Al A4之积进行运算，根据对照对象形状形成3行X3列的方矩阵。在图10(a)中，由根据对照对象形状形成的4行X4列的方矩阵B而形成3行X3列的方矩阵BI B6。此时，对第3列追加
而形成方矩阵。根据登记形状形成的方矩阵Al A4为正则矩阵，因此分别形成逆矩阵ΑΓ1 A4—1，并求出与根据对照对象形状形成的方矩阵BI B6之积。图10 (C)表示方矩阵B与方矩阵A的逆矩阵k-1之积。若方矩阵B与逆矩阵k-1之积为单位矩阵，则表示方矩阵B与方矩阵A —致。这表示对照对象形状与登记形状一致。图10(c)中，方矩阵B与方矩阵A3的逆矩阵A3—1之积为单位矩阵E，表示在对照对象形状内包含登记形状。接下来，使用图11来说明进行本发明的TFT阵列检查的检查装置的一结构例。图11是用于说明进行本发明的TFT阵列检查的检查装置的一结构例的图。在图11所示的结构例中，表示了下述结构例，即，对液晶基板等的TFT基板照射电子束，对从TFT基板释放的二次电子进行检测，由二次电子的检测信号形成信号图像，并基于该信号图像来进行缺陷检测。本发明中，作为检查对象的基板并不限于液晶基板，而且，基板扫描并不限于电子束，可采用离子束等的带电束。而且，检测信号取决于所照射的带电束，并不限于二次电子。在图11中，TFT阵列检查装置I具备平台2，载置液晶基板等的TFT基板100，并沿XY方向搬送自如；电子枪3，远离平台2而配置在平台2的上方位置；以及检测器4，对从TFT基板100的面板101的像素(未图示)释放的二次电子进行检测。电子枪3以及检测器4可设置多组。平台驱动控制部6控制平台2的驱动，电子束扫描控制部5对电子枪3所照射的电子束的照射方向进行控制，以控制TFT基板100上的电子束的扫描。信号处理部10以检测器4进行检测，并对二次电子的检测信号进行信号处理后发送至缺陷检测部11。缺陷检测部11基于从信号处理部10发送的检测信号来检测像素的缺陷，并根据检测位置来检测缺陷像素以及对应的缺陷阵列。另外，像素以及阵列是形成在TFT基板的面板上，各像素通过对阵列施加电压而受到驱动，因此像素的缺陷检测对应于针对该像素的阵列检查。电子束扫描控制部5、平台驱动控制部6、信号处理部10，缺陷检测部11的各部的驱动动作由控制部7来进行控制。而且，控制部7具有进行包括TFT阵列检查装置I的整体动作的控制的功能，可包含进行所述各部的控制的中央处理器(Central ProcessingUnit, CPU)以及存储控制CPU的程序(program)的存储器(memory)等。
平台2载置TFT基板100，并且通过平台驱动控制部6而沿X轴方向以及Y轴方向移动自如，而且，从电子枪G照射的电子束可通过电子束扫描控制部5而向X轴方向或者Y轴方向振动。通过平台驱动控制部6以及电子束扫描控制部5的单独动作或者协同动作，可使电子束在TFT基板100上进行扫描，从而照射至TFT基板100的面板101的各像素。图12是用于说明缺陷检测部20的一结构例的图，表示通过借助软件的数据处理来进行缺陷检测的结构。在图12中，检测部21根据从信号处理部10发送的检测信号来形成信号图像，并将所得的信号图像的信号强度或检测位置作为检测数据25a而存储在存储部25中。二值化部22对由检测部21检测的取样点的信号强度进行二值化，求出二值化图像。求出的二值化图像的数据作为二值化数据25b而存储在存储部25中。对照部23将由二值化部22求出的二值化图像中所含的形状作为对照对象形状，对该对照对象形状与预先登记的登记形状进行形状比较以进行对照。在该对照中，从存储部25读出二值化数据25b和登记形状数据25c。缺陷判别部24根据对照部23的对照结果，判别在对照对象形状中是否包含登记形状，若在对照对象形状中包含至少一个登记形状，则将包含该对照对象形状的像素判别为缺陷。另一方面，若在对照对象形状中不包含所登记的所有登记形状中的任何登记形状，则将包含该对照对象形状的像素判别为正常。缺陷判别部24将与判别为缺陷的像素对应的阵列作为缺陷阵列而检测出。在上述的说明中，主要判别在一像素内是否包含登记形状，但对于借助对照对象形状与登记形状的比较来进行的缺陷检测而言，并不限于一像素内的判别，可在邻接的多个像素中进行缺陷判别。图13表示进行邻接的多个像素中的缺陷判别的例子。在图13(a)中，表示跨及横向邻接的2个像素间而产生缺陷的例子、跨及纵向邻接的2个像素间而产生缺陷的例子、以及跨及横向以及纵向邻接的4个像素间而产生缺陷的例子，在这些部位检测到登记形状。图13(b)表示在跨及横向邻接的2个像素间而产生缺陷的情况下检测登记形状的例子。在此情况下，将横向邻接的2个像素设为判定范围，针对处于该判定范围内的对照对象形状，与所述同样地检测登记形状，由此来进行缺陷检测。
图13(c)表示在跨及纵向邻接的2个像素间而产生缺陷的情况下检测登记形状的例子。在此情况下，将纵向邻接的2个像素设为判定范围，针对处于该判定范围内的对照对象形状，与所述同样地检测登记形状，由此来进行缺陷检测。图13(d)表示在跨及横向以及纵向邻接的4个像素间而产生缺陷的情况下检测登记形状的例子。在此情况下，将横向以及纵向邻接的4个像素设为判定范围，针对处于该判定范围内的对照对象形状，与所述同样地检测登记形状，由此来进行缺陷检测。产业上的可利用性本发明中，TFT基板可设为液晶基板或有机电致发光(Electroluminescence, EL)基板，除了可适用于形成液晶基板或有机EL的成膜装置以外，还可适用于形成各种半导体基板的成膜装置。[符号的说明] I :阵列检查装置2 :平台3:电子枪4:检测器5:电子束扫描控制部6:平台驱动控制部7:控制部10:信号处理部11 :缺陷检测部20:缺陷检测部21 :检测部22: 二值化部23:对照部24:缺陷判别部25:存储部25a:检测数据25b : 二值化数据25c:登记形状数据100 :基板101 :面板200 204 :与电路(AND电路)300 304:与电路400 404:与电路500 :或电路(0R电路)
权利要求
1.一种TFT阵列检查方法，对TFT基板的面板施加规定电压的检查信号以驱动阵列，并对所述面板上照射带电束来进行扫描，并基于在该带电束扫描中检测到的检测信号来检查TFT基板的阵列，其特征在于，所述TFT阵列检查方法包括 检测工序，通过所述带电束的照射来检测面板上的取样点的信号强度； 二值化工序，对在所述检测工序中检测的取样点的信号强度进行二值化，求出二值化图像； 对照工序，将在所述二值化工序中求出的二值化图像中所含的形状作为对照对象形状，对该对照对象形状与预先登记的登记形状进行形状比较以进行对照；以及 缺陷判别工序，根据所述对照工序的对照结果，判别所述对照对象形状中是否包含所述登记形状，若在所述对照对象形状中包含至少一个所述登记形状，则将包含该对照对象形状的像素判别为缺陷，若在所述对照对象形状中不包含所登记的所有登记形状中的任何登记形状，则将包含该对照对象形状的像素判别为正常，且 将与在所述缺陷判别工序中判别为缺陷的像素对应的阵列作为缺陷阵列而检测出。
2.根据权利要求I所述的TFT阵列检查方法，其特征在于，所述二值化工序是将取样点的信号强度与预定的阈值进行比较，并根据所述比较的结果来将二值关联于与所述取样点对应的位置，从而形成二值化图像。
3.根据权利要求I或2所述的TFT阵列检查方法，其特征在于，所述对照工序是具备多个登记形状，并将从该多个登记形状中选择的每个登记形状与对照对象形状进行形状比较。
4.根据权利要求3所述的TFT阵列检查方法，其特征在于，所述对照工序是针对同一对照对象形状，反复进行选择工序与形状比较工序，直至在缺陷判别工序中判别为缺陷为止，所述选择工序是从所述多个登记形状中选择登记形状，所述形状比较工序是对在该选择工序中选择的登记形状与对照对象形状进行形状比较。
5.一种TFT阵列检查装置，对TFT基板的面板施加规定电压的检查信号以驱动阵列，并对所述面板上照射带电束来进行扫描，并基于在该带电束扫描中检测到的检测信号来检查TFT基板的阵列，其特征在于，所述TFT阵列检查装置包括下述 检测部，通过所述带电束的照射来检测面板上的取样点的信号强度； 二值化部，对由所述检测部检测的取样点的信号强度进行二值化，求出二值化图像；对照部，将由所述二值化部求出的二值化图像中所含的形状作为对照对象形状，对该对照对象形状与预先登记的登记形状进行形状比较以进行对照；以及 缺陷判别部，根据所述对照部的对照结果，判别所述对照对象形状中是否包含所述登记形状，若在所述对照对象形状中包含至少一个所述登记形状，则将包含该对照对象形状的像素判别为缺陷，若在所述对照对象形状中不包含所登记的所有登记形状中的任何登记形状，则将包含该对照对象形状的像素判别为正常，且 将与由所述缺陷判别部判别为缺陷的像素对应的阵列作为缺陷阵列而检测出。
6.根据权利要求5所述的TFT阵列检查装置，其特征在于，所述二值化工序是将取样点的信号强度与预定的阈值进行比较，并根据所述比较的结果来将二值关联于与所述取样点对应的位置，从而形成二值化图像。
7.根据权利要求5或6所述的TFT阵列检查装置，其特征在于，所述对照部是具备多个登记形状，并将从该多个登记形状中选择的每个登记形状与对照对象形状进行形状比较。
8.根据权利要求7所述的TFT阵列检查装置，其特征在于，所述对照部是针对同一对照对象形状，反复进行选择工序与形状比较工序，直至在缺陷判别工序中判别为缺陷为止，所述选择工序是从所述多个登记形状中选择登记形状，所述形状比较工序是对在该选择工序中选择的登记形状与对照对象形状进行形状比较。
全文摘要
本发明包括检测工序，通过带电束的照射来检测面板上的取样点的信号强度；二值化工序，对在检测工序中检测的取样点的信号强度进行二值化，求出二值化图像；对照工序，将在二值化工序中求出的二值化图像中所含的形状作为对照对象形状，对该对照对象形状与预先登记的登记形状进行形状比较以进行对照；以及缺陷判别工序，根据对照工序的对照结果，判别对照对象形状中是否包含登记形状，若在对照对象形状中包含至少一个登记形状，则将包含该对照对象形状的像素判别为缺陷，若在对照对象形状中不包含所登记的所有登记形状中的任何登记形状，则将包含对照对象形状的像素判别为正常，从而不受附加于检测信号的噪声成分影响地检测缺陷像素以进行阵列检查。
文档编号G09F9/00GK102803940SQ201080065328
公开日2012年11月28日 申请日期2010年3月17日 优先权日2010年3月17日
发明者永井正道 申请人:株式会社岛津制作所
技术领域：
本发明涉及对液晶基板等的薄膜晶体管(Thin Film Transistor, TFT)基板的阵列(array)进行检查的TFT阵列检查，尤其涉及用于TFT阵列缺陷检测的检测强度的数据(data)处理。
背景技术：
在液晶阵列检查装置等的阵列检查装置中，作为对液晶基板等的基板上进行拍摄所得的拍摄图像，可使用以光学方式拍摄所得的光学拍摄图像或者使电子束或离子束(ionbeam)等的带电束在基板上进行二维扫描所得的扫描图像。在用于TFT显示器(display)装置的TFT阵列基板的制造工序中，须检查所制造 的TFT阵列基板是否正确驱动(专利文献1、2)。例如已知有一种阵列检查装置，其对作为检查对象的基板的阵列施加检查信号以使阵列成为规定电位状态，并对基板上二维照射电子束或离子束等的带电束来进行扫描，并基于通过该射束扫描获得的扫描图像来检查TFT的阵列。在TFT阵列检查中，例如，利用光电倍增器(photomultiplier)等来将通过电子束的照射而释放的二次电子转换为模拟(analog)信号以进行检测，并基于该检测信号的信号强度来判定阵列缺陷。TFT基板的阵列与像素(pixel)是对应地形成，通过对阵列施加驱动信号，能够驱动特定的像素。在TFT阵列检查中，一般是对阵列施加规定图案(pattern)的驱动信号，从而以规定图案来驱动形成在基板内的面板(panel)的各像素，对这些像素照射电子束，并检测从照射点释放的二次电子。通过在面板内以扫描的方式进行该电子束照射，从而从面板内的各像素获取检测信号。在针对像素的带电束的扫描中，以往是对各像素照射例如4X4点或者4X3点的带电束并将照射点作为取样(sampling)点，从而对一像素检测多个取样点的检测信号，并使用该检测信号来算出信号强度，所述信号强度用于检测与像素对应的阵列的缺陷。图14是用于说明以往的取样例的概略图。在图14中，对一个像素照射4X4点的合计16点的带电束并将各照射点作为取样点，使用在各取样点检测的检测信号来获取用于缺陷检测的检测信号。在图14中，对于各像素，使邻接的像素间产生不同的电位，以施加电压图案的检查信号。各像素的缺陷检测是通过下述方式来进行，即由像素内的4X4点或者4X3点的取样点的检测信号来算出缺陷检测用的信号强度，并将该信号强度与预定的阈值进行比较。先前技术文献专利文献专利文献I :日本专利特开2004-271516号公报专利文献2 :日本专利特开2004-309488号公报专利文献3 :日本专利特开2002-26093号公报
发明内容
_4] 发明要解决课题在进行基板的阵列检查时，必须针对形成在面板上的各像素而通过带电束扫描来对检测信号进行检测。以往，在各像素中，如前所述，是对例如4X4点或者4X3点等的多个取样点获取检测信号。缺陷判定是以像素为单位来进行。通过检测缺陷像素，能够检测在驱动该像素的阵列部分存在短路或开放等的缺陷，以进行阵列检查。阵列的缺陷种类的判定可通过改变面板上的各像素的电压图案而变更。各像素的电压图案例如可通过改变对纵向或者横向的阵列施加的电压图案来变更。以像素为单位的缺陷判定是通过下述方式来进行，S卩，在各像素的取样点进行检测并基于多个检测信号来算出缺陷判定用的信号强度，并将该信号强度与预定的缺陷判定 用的阈值进行比较。在算出该缺陷判定用的信号强度时，有时会在各像素的取样点所检测到的检测信号中包含噪声(noise)成分。该噪声成分会使检测信号的信号强度偏离原本的值。因此，若基于包含噪声成分的检测信号的信号强度来进行缺陷判定，则可能会造成误检测，例如将正常像素判定为缺陷像素，或者将缺陷像素判定为正常像素。因此，本发明的目的在于解决上述课题，不受附加于检测信号的噪声成分影响地检测缺陷像素以进行阵列检查。解决课题的手段本申请案的发明人发现在使带电束在面板上进行扫描所得的信号图像中，会出现因缺陷产生的该缺陷种类特有的缺陷形状与因噪声造成的噪声形状，缺陷形状与噪声形状能够通过他们的形状来甄别。本发明是基于该新发现的见解，从信号图像中出现的形状中，将缺陷形状从噪声形状中甄别并检测出来，通过该缺陷形状的检测来检测缺陷像素以及与该缺陷像素对应的阵列缺陷，以检查阵列。本发明是TFT阵列检查，可采用阵列检查方法的态样以及阵列检查装置的态样，所述TFT阵列检查是对TFT基板的面板施加规定电压的检查信号以驱动阵列，并对该面板上照射带电束来进行扫描，并基于在该带电束扫描中检测到的检测信号来检查TFT基板的阵列。本发明的阵列检查方法的态样包括检测工序，通过带电束的照射来检测面板上的取样点的信号强度；二值化工序，对在检测工序中检测的取样点的信号强度进行二值化，求出二值化图像；对照工序，将在二值化工序中求出的二值化图像中所含的形状作为对照对象形状，对该对照对象形状与预先登记的登记形状进行形状比较以进行对照；以及缺陷判别工序，根据对照工序的对照结果，判别对照对象形状中是否包含登记形状，若在对照对象形状中包含至少一个登记形状，则将包含该对照对象形状的像素判别为缺陷，若在对照对象形状中不包含所登记的所有登记形状中的任何登记形状，则将包含对照对象形状的像素判别为正常，且将与在缺陷判别工序中判别为缺陷的像素对应的阵列作为缺陷阵列而检测出。
本发明的阵列检查装置的态样包括检测部，通过带电束的照射来检测面板上的取样点的信号强度；二值化部，对在检测工序中检测的取样点的信号强度进行二值化，求出二值化图像；对照部，将由二值化部求出的二值化图像中所含的形状作为对照对象形状，对该对照对象形状与预先登记的登记形状进行形状比较以进行对照；以及缺陷判别部，根据对照部的对照结果，判别对照对象形状中是否包含登记形状，若在对照对象形状中包含至少一个登记形状，则将包含该对照对象形状的像素判别为缺陷，若在对照对象形状中不包含所登记的所有登记形状中的任何登记形状，则将包含对照对象形状的像素判别为正常，且将与由缺陷判别部判别为缺陷的像素对应的阵列作为缺陷阵列而检测出。在检测工序以及检测部中，使用电子束来作为带电束，将该电子束照射至面板上，对从面板上的取样点释放的二次电子进行检测，以检测该二次电子的检测信号的信号强度。在检测工序中获得的信号强度取决于面板上的取样点的电压而变化，若因阵列缺陷导致像素存在缺陷，则在该像素上的取样点获得的信号强度将成为与从正常的像素获得的信号强度不同的值，通过该信号强度来判别正常像素与缺陷像素。二值化工序以及二值化部是对取样点的信号强度与预定的阈值进行比较，并根据 比较结果来使二值关联于与取样点对应的位置，从而形成二值化图像。对于在检测工序以及检测部中获得的信号强度而言，在正常像素以及缺陷像素中具有与各状态相应的强度分布，且信号强度分别包含偏差。因此，若根据该信号强度来形成信号图像，则会因信号强度有所偏差而导致形状发生变化，因此无法特定形状，从而难以基于形状来判别正常像素与缺陷像素。因此，在本发明中，通过对检测信号的信号强度进行二值化，从而避免因信号强度的偏差造成形状不定，以便能够根据形状来判别正常像素与缺陷像素。对照工序以及对照装置是具备多个登记形状，并将从所述多个登记形状中选择的每个登记形状与对照对象形状进行形状比较。出现在信号图像上的因缺陷造成的形状视缺陷的种类或缺陷在像素上的位置而不同，能够预先求出其形状。本发明预先求出该因缺陷造成的形状并准备作为登记形状。登记形状采用二值化的数据，从而与在二值化工序中求出的二值化图像的对照对象形状进行比较。在该形状比较中，针对同一对照对象形状，反复进行选择处理与形状比较处理，直至在缺陷判别中判别为缺陷为止，所述选择处理是从多个登记形状中选择登记形状，所述形状比较处理是对在该选择处理中选择的登记形状与对照对象形状进行形状比较。也要考虑到在同一像素内存在多个缺陷的情况，但只要检测到多个登记形状中的至少一个登记形状，便可判别该像素为缺陷像素，从而无须进一步检测其他缺陷。因此，在该形状比较中，当在缺陷判别工序中判别为缺陷时，则将该像素视为缺陷像素，进行下个像素的形状比较。对照对象形状与登记形状的对照可通过二值化图像的数据处理来进行，可采用各种处理态样。例如，可使用下述的数据处理等，即将登记形状的形状设为窗口，一方面相对于二值化图像来使窗口移动一方面在数据上重叠，判别处于该窗口内的二值化图像的数据是否与窗口的形状一致；使二值化图像的数据通过与登记形状对应的匹配滤波器(matchingfilter)，从而进行判别；以及形成与对照对象形状对应的方矩阵以及与登记形状对应的方矩阵，求出一个方矩阵的逆矩阵与另一个方矩阵之积，根据该积是否为单位矩阵来进行判别。(发明的效果)根据本发明，能够不受附加于检测信号的噪声成分影响地检测缺陷像素以进行阵列检查。
图I是用于说明本发明的TFT阵列检查的工序的流程图 。图2是用于说明本发明的TFT阵列检查的直至形成信号图像为止的工序的说明图。图3是用于说明本发明的TFT阵列检查的二值化图像的流程图。图4是用于说明本发明的TFT阵列检查的二值化图像的流程图。图5是用于说明本发明的TFT阵列检查的二值化图像的说明图。图6是用于说明本发明的TFT阵列检查的对照的说明图。图7是用于说明本发明的TFT阵列检查的对照的说明图。图8是用于说明本发明的TFT阵列检查的对照处理例的说明图。图9是用于说明本发明的TFT阵列检查的对照处理例的说明图。图10是用于说明本发明的TFT阵列检查的对照处理例的说明图。图11是用于说明进行本发明的TFT阵列检查的检查装置的一结构例的图。图12是用于说明缺陷检测部的一结构例的图。图13是用于说明进行邻接的多个像素中的缺陷判别的例子的图。图14是用于说明以往的取样例的概略图。
具体实施例方式以下，参照图来详细说明本发明的实施方式。以下，使用图I至图10来说明本发明的TFT阵列检查的各工序，使用图11、图12来说明本发明的TFT阵列检查的装置结构例，使用图13来说明缺陷形状跨及多个像素间的例子。首先，针对本发明的TFT阵列检查的各工序，使用图I即用于说明本发明的TFT阵列检查的工序的流程图，图2即用于说明本发明的TFT阵列检查的直至形成信号图像为止的工序的说明图，图3、图4即用于说明本发明的TFT阵列检查的二值化图像的流程图，图5即用于说明本发明的TFT阵列检查的二值化图像的说明图，图6、图7即用于说明本发明的TFT阵列检查的对照的说明图，图8至图10即用于说明本发明的TFT阵列检查的对照处理例的说明图来进行说明。本发明的TFT阵列检查具备检测工序(SI)，通过带电束的照射来检测面板上的取样点的信号强度；二值化工序(S4)，对在检测工序(SI)中检测的取样点的信号强度进行二值化，求出二值化图像；对照工序(S8)，将在二值化工序(S4)中求出的二值化图像中所含的形状作为对照对象形状，对该对照对象形状与预先登记的登记形状进行形状比较以进行对照；以及缺陷判别工序(S9 S12)，根据对照工序的对照结果，判别对照对象形状中是否包含登记形状，若在对照对象形状中包含至少一个登记形状，则将包含该对照对象形状的像素判别为缺陷，若在对照对象形状中不包含所登记的所有登记形状中的任何登记形状，则将包含对照对象形状的像素判别为正常。将与在缺陷判别工序(S9 S12)中判别为缺陷的像素对应的阵列作为缺陷阵列而检测出。首先，对TFT基板的面板施加规定电压的检查信号以驱动阵列，并对该面板上照射带电束来进行扫描，对因该带电束扫描而从照射点释放的信号进行检测。当使用电子束来作为带电束时，检测二次电子的检测信号。此处，带电束的照射点对应于对检测信号进行检测的取样点。图2 (a)示意性地表示取样点。当使用电子束来作为带电束时，释放出二次电子，获取对该二次电子进行检测所得的检测信号(Si)。将检测到的检测信号与取样点一同记录为检测数据。此处，取样点是获得检测信号的点，对应于对面板上照射带电束的点(S2)。通过扫描所获得的取样点的位置与形成在面板上的像素之间的位置关系不明，这 样就无法指定与像素对应的取样点，从而无法进行阵列的缺陷检测。本发明为了识别取样点相对于像素的关系，针对面板的像素来关联取样点，从而求出各像素内所含的取样点。该关联例如可通过如下方式来进行，即取样点的位置为作为检查对象的面板上的位置，可根据对形成有该面板的基板进行支撑的平台(stage)上的位置与带电束的照射位置来求出，除此以外，还可对像素形成规定的电压图案，并检测邻接的点间的信号强度，根据信号强度的差异来求出像素间的边界，根据该边界来求出相对于像素的取样点对应关系。由此，求出取样点与像素的对应关系，在检测数据中识别像素。图2(b)表示取样点与像素的对应关系(S3)。所述检测数据可由其位置与信号强度形成信号图像。但是，对于该信号强度而言，在正常像素以及缺陷像素中具有与各状态相应的强度分布，信号强度分别包含偏差。图2(c)示意性地表示根据取样点处的检测信号的信号强度求出的信号图像与像素的关系。如果像这样根据包含偏差的信号强度来形成信号图像，则会因信号强度的偏差而导致形状发生变化，因此难以特定形状，从而难以用于判别像素的正常及缺陷。因此，通过对检测信号的信号强度进行二值化，从而避免因信号强度的偏差造成的形状不定，以便能够基于形状来判别像素的正常与缺陷。通过二值化工序，由信号图像形成二值化图像。二值化的处理是对取样点的信号强度与预定的阈值进行比较来进行。根据比较结果来确定二值，并关联于与取样点对应的位置。由此来形成二值化图像。图3是用于说明二值化的图。像素的缺陷在像素的电压上以两种形态出现。一个形态是缺陷像素的电压为比正常像素的电压低的电压而出现的情况，被称作黑缺陷。另一个形态是缺陷像素的电压为比正常像素的电压高的电压而出现的情况，被称作白缺陷。图3 (a)表示黑缺陷的情况下的二值化。此时，预定缺陷强度max作为对信号强度进行二值化的阈值，将信号强度比缺陷强度max低的信号图像的位置关联于缺陷，将信号强度比缺陷强度max高的信号图像的位置关联于正常。图3 (b)表示白缺陷的情况下的二值化。此时，预定缺陷强度min ( <缺陷强度max)作为对信号强度进行二值化的阈值，将信号强度比缺陷强度min高的信号图像的位置关联于缺陷，将信号强度比缺陷强度min低的信号图像的位置关联于正常。图4是表示黑缺陷的二值化的顺序的流程图。黑缺陷的二值化是读出在S2中存储的取样点的信号强度(S4a)，对读出的信号强度与黑缺陷的阈值即缺陷强度max进行比较(S4b)。若信号强度大于缺陷强度max，则视该信号强度为正常级别(level)，对与该取样点对应的信号图像的位置设定表示正常像素的值(S4c)。另一方面，若信号强度为缺陷强度max以下，则视该信号强度为缺陷级别，对与该取样点对应的信号图像的位置设定表示缺陷像素的值。通过二值化关联于正常像素以及缺陷像素而设定的值例如可任意定为“O”以及“I” 等(S4d)。对于所有取样点的信号强度进行S4a S4d的处理，从而由信号图像形成二值信号图像(S4e)。
图5是表示白缺陷的二值化的顺序的流程图。白缺陷的二值化是读出在S2中存储的取样点的信号强度(S4A)，对读出的信号强度与白缺陷的阈值即缺陷强度min进行比较(S4B)。若信号强度为缺陷强度min以上，则视该信号强度为缺陷级别，对与该取样点对应的信号图像的位置设定表示缺陷像素的值(S4C)。另一方面，若信号强度小于缺陷强度min，则视该信号强度为正常级别，对与该取样点对应的信号图像的位置设定表示正常像素的值。通过二值化关联于正常像素以及缺陷像素而设定的值例如可任意定为“O”以及“I”等(S4D)。对于所有取样点的信号强度进行S4A S4D的处理，从而由信号图像形成二值信号图像(S4E)。对通过二值化处理而获得的二值化数据进行记录。二值化数据例如可设为在二值化处理中设定的值以及像素内的位置(S5)。为了从二值化图像中检测缺陷，对出现在二值化图像中的对照对象形状与登记形状进行比较以对照，判别在对照对象形状内是否包含登记形状。对照对象形状是由经二值化处理判别为缺陷级别的点的集合所形成的形状，包含由因缺陷产生的点的集合所形成的形状、或者由因噪声造成的点的集合所形成的形状。若判别为在对照对象形状内包含登记形状，则判别该像素为缺陷像素。登记形状是预先求出在缺陷像素中出现的二值图像中的形状。该登记形状在以软件(software)进行对照处理时，是预先记录表示该形状的数据，除此以外，在以硬件(hardware)进行对照处理时，可由表示该形状的元件配置构成。从记录的二值化图像中读出二值化数据(S6)，对读出的二值化数据与登记形状的二值化数据进行比较(S7)，判别在对照对象形状中是否包含登记形状(S8)。若包含登记形状，则判别包含该形状的像素为缺陷像素(S9)。若不包含登记形状，则针对所登记的其他登记形状反复进行S7、S8的处理以判别登记形状的有无，若不包含所登记的所有登记形状(SlO)，则判别该像素为正常像素(Sll)。针对所有对照对象形状进行S6 Sll的处理，以从二值化图像中检测缺陷像素(S12)。图6、图7表不对照的一例。图6 (a)、图7 (a)表不黑缺陷的二值化图像的一例，图中的白部分表示正常级别，黑部分表示缺陷级别。缺陷级别包含因缺陷造成的部分与因噪声造成的部分，因此通过将对照对象形状与登记形状进行对照，从而判别因缺陷而非因噪声造成的形状。图6(b) 图6(g)所示的像素表示二值化图像中的对照对象形状与登记形状的对照例。在图6(b) 图6(e)所示的像素的对照以及图6(g)所示的像素的对照中，由于在二值化图像中不包含登记形状，因此判别这些像素为正常像素。另一方面，在图6(f)所示的像素的对照中，判别为在二值化图像中包含登记形状，因此判别该像素为缺陷像素。图7表示通过图6所示的借助一个登记形状的对照而检测出缺陷像素后，通过其他登记形状来进行对照的例子。图7(b) 图7(g)所示的像素表示二值化图像中的对照对象形状与登记形状的对照例。在图7(b) 图7(e)所示的像素的对照中，由于在二值化图像中不包含登记形状，因此判别这些像素为正常像素。图7(f)所示的像素已通过所述的图6(f)的像素对照而检测出了登记形状，因而不需要此处的登记形状的对照而省略。在图7(g)所示的对照中，判别 为在二值化图像中包含登记形状，因而判别该像素为缺陷像素。接下来，使用图8 图10来表示对照处理的一例。对照对象形状与登记形状的对照可通过二值化图像的数据处理来进行，可采用各种处理态样。图8表示下述数据处理例，即，将登记形状的形状设为窗口，一方面相对于二值化图像来使窗口移动一方面在数据上重叠，判别处于该窗口内的二值化图像的数据是否与窗口的形状一致。图8(a)表示一像素的二值化图像例，图中的白部分表示正常级别，黑部分表示缺陷级别。图8(b)表示登记形状的例子。在该对照例中，通过下述方式来进行对照，即，将登记形状设为窗口，在数据上与二值化图像重叠，判别处于该窗口内的二值化图像的数据是否与窗口的形状一致。图8(c) 图8(h)示意性地表示一方面相对于二值化图像而使窗口依序错开一方面重叠的例子。在图8(c)、图8(e) 图8(h)所示的重叠中，二值化图像存在与登记形状的窗口不一致的部分，因此判别对照对象形状并非缺陷形状。另一方面，在图8(d)所示的重叠中，二值化图像与登记形状的窗口一致，因此判别对照对象形状为缺陷形状。二值化图像与窗口的图像重叠可通过下述方式来进行，S卩，从像素的二值化图像中提取与登记形状的窗口对应的数据，并分别比较对应的像素位置的二值。图9表示通过使二值化图像的数据通过与登记形状对应的匹配滤波器来进行判别的数据处理例。图9所示的匹配滤波器的结构是形成包含登记形状的方矩阵，并对应于该方矩阵而包含延迟元件、与电路(AND电路)以及或电路(0R电路)。例如，从方矩阵的左上朝向右下，根据行方向与列方向来输入信号，在各信号的值之间配置延迟元件，在各延迟元件的输出内的与“ I ”对应的延迟元件的输出上配置与电路，进而，在登记形状所具备的所有与电路的输出上配置与电路。向与电路的另一个输入端输入“I”。例如，在图9中，相对于登记形状的二值化信号而形成方矩阵P、Q、R。在方矩阵内除了登记形状的二值化信号以外的要素以“X ”表示。对应于方矩阵P的二值化信号内的“I”而形成与电路(AND电路)200 203，将与电路200 203的输出输入至与电路204。同样地，对应于方矩阵Q的二值化信号内的“ I ”而形成与电路300 303，将与电路300 303的输出输入至与电路304，对应于方矩阵R的二值化信号内的“I”而形成与电路400 403，将与电路400 403的输出输入至与电路404，将与电路204、304、404的输出输入至或电路(OR电路)500。当将对照对象形状的二值化信号依序输入该匹配滤波器时，若在对照对象形状内包含登记形状，则从或电路500获得输出。在图9的例子中，仅从与方矩阵Q对应的与电路304输出信号，从或电路500获得输出。通过从或电路500获得输出，能够进行缺陷判别。若未从或电路500获得输出，则可判别像素为正常。当借助该匹配滤波器时，可由硬件来构成与预定的登记形状对应的匹配滤波器，并依序输入各像素的二值化图像的二值化信号，由此可进行缺陷判别。接下来，使用图10表示通过行列式的运算来进行缺陷判别的例子。在该缺陷判别中，形成与对照对象形状对应的方矩阵，并且形成与登记形状对应的方矩阵，求出一个方矩 阵的逆矩阵与另一个方矩阵之积，根据该积是否为单位矩阵来进行判别。图10(a)表示形成与对照对象形状对应的方矩阵的例子，图10(b)表示形成与登记形状对应的方矩阵的例子。图10(b)所示的登记形状的例子为3行，因此对应的方矩阵为3行X3列。与该登记形状对应的方矩阵Al是对第3列追加
而形成。在对照对象形状内是否包含登记形状的判定中，除了登记形状所具备的“I”的要素排列以外，还将“O”的要素排列为“I”的情况包括在内进行缺陷判别，因此除了上述方矩阵Al以外，还准备使要素排列“O”反转为“I”的方矩阵A2、A3、A4。为了对与根据该登记形状形成的方矩阵Al A4之积进行运算，根据对照对象形状形成3行X3列的方矩阵。在图10(a)中，由根据对照对象形状形成的4行X4列的方矩阵B而形成3行X3列的方矩阵BI B6。此时，对第3列追加
而形成方矩阵。根据登记形状形成的方矩阵Al A4为正则矩阵，因此分别形成逆矩阵ΑΓ1 A4—1，并求出与根据对照对象形状形成的方矩阵BI B6之积。图10 (C)表示方矩阵B与方矩阵A的逆矩阵k-1之积。若方矩阵B与逆矩阵k-1之积为单位矩阵，则表示方矩阵B与方矩阵A —致。这表示对照对象形状与登记形状一致。图10(c)中，方矩阵B与方矩阵A3的逆矩阵A3—1之积为单位矩阵E，表示在对照对象形状内包含登记形状。接下来，使用图11来说明进行本发明的TFT阵列检查的检查装置的一结构例。图11是用于说明进行本发明的TFT阵列检查的检查装置的一结构例的图。在图11所示的结构例中，表示了下述结构例，即，对液晶基板等的TFT基板照射电子束，对从TFT基板释放的二次电子进行检测，由二次电子的检测信号形成信号图像，并基于该信号图像来进行缺陷检测。本发明中，作为检查对象的基板并不限于液晶基板，而且，基板扫描并不限于电子束，可采用离子束等的带电束。而且，检测信号取决于所照射的带电束，并不限于二次电子。在图11中，TFT阵列检查装置I具备平台2，载置液晶基板等的TFT基板100，并沿XY方向搬送自如；电子枪3，远离平台2而配置在平台2的上方位置；以及检测器4，对从TFT基板100的面板101的像素(未图示)释放的二次电子进行检测。电子枪3以及检测器4可设置多组。平台驱动控制部6控制平台2的驱动，电子束扫描控制部5对电子枪3所照射的电子束的照射方向进行控制，以控制TFT基板100上的电子束的扫描。信号处理部10以检测器4进行检测，并对二次电子的检测信号进行信号处理后发送至缺陷检测部11。缺陷检测部11基于从信号处理部10发送的检测信号来检测像素的缺陷，并根据检测位置来检测缺陷像素以及对应的缺陷阵列。另外，像素以及阵列是形成在TFT基板的面板上，各像素通过对阵列施加电压而受到驱动，因此像素的缺陷检测对应于针对该像素的阵列检查。电子束扫描控制部5、平台驱动控制部6、信号处理部10，缺陷检测部11的各部的驱动动作由控制部7来进行控制。而且，控制部7具有进行包括TFT阵列检查装置I的整体动作的控制的功能，可包含进行所述各部的控制的中央处理器(Central ProcessingUnit, CPU)以及存储控制CPU的程序(program)的存储器(memory)等。
平台2载置TFT基板100，并且通过平台驱动控制部6而沿X轴方向以及Y轴方向移动自如，而且，从电子枪G照射的电子束可通过电子束扫描控制部5而向X轴方向或者Y轴方向振动。通过平台驱动控制部6以及电子束扫描控制部5的单独动作或者协同动作，可使电子束在TFT基板100上进行扫描，从而照射至TFT基板100的面板101的各像素。图12是用于说明缺陷检测部20的一结构例的图，表示通过借助软件的数据处理来进行缺陷检测的结构。在图12中，检测部21根据从信号处理部10发送的检测信号来形成信号图像，并将所得的信号图像的信号强度或检测位置作为检测数据25a而存储在存储部25中。二值化部22对由检测部21检测的取样点的信号强度进行二值化，求出二值化图像。求出的二值化图像的数据作为二值化数据25b而存储在存储部25中。对照部23将由二值化部22求出的二值化图像中所含的形状作为对照对象形状，对该对照对象形状与预先登记的登记形状进行形状比较以进行对照。在该对照中，从存储部25读出二值化数据25b和登记形状数据25c。缺陷判别部24根据对照部23的对照结果，判别在对照对象形状中是否包含登记形状，若在对照对象形状中包含至少一个登记形状，则将包含该对照对象形状的像素判别为缺陷。另一方面，若在对照对象形状中不包含所登记的所有登记形状中的任何登记形状，则将包含该对照对象形状的像素判别为正常。缺陷判别部24将与判别为缺陷的像素对应的阵列作为缺陷阵列而检测出。在上述的说明中，主要判别在一像素内是否包含登记形状，但对于借助对照对象形状与登记形状的比较来进行的缺陷检测而言，并不限于一像素内的判别，可在邻接的多个像素中进行缺陷判别。图13表示进行邻接的多个像素中的缺陷判别的例子。在图13(a)中，表示跨及横向邻接的2个像素间而产生缺陷的例子、跨及纵向邻接的2个像素间而产生缺陷的例子、以及跨及横向以及纵向邻接的4个像素间而产生缺陷的例子，在这些部位检测到登记形状。图13(b)表示在跨及横向邻接的2个像素间而产生缺陷的情况下检测登记形状的例子。在此情况下，将横向邻接的2个像素设为判定范围，针对处于该判定范围内的对照对象形状，与所述同样地检测登记形状，由此来进行缺陷检测。
图13(c)表示在跨及纵向邻接的2个像素间而产生缺陷的情况下检测登记形状的例子。在此情况下，将纵向邻接的2个像素设为判定范围，针对处于该判定范围内的对照对象形状，与所述同样地检测登记形状，由此来进行缺陷检测。图13(d)表示在跨及横向以及纵向邻接的4个像素间而产生缺陷的情况下检测登记形状的例子。在此情况下，将横向以及纵向邻接的4个像素设为判定范围，针对处于该判定范围内的对照对象形状，与所述同样地检测登记形状，由此来进行缺陷检测。产业上的可利用性本发明中，TFT基板可设为液晶基板或有机电致发光(Electroluminescence, EL)基板，除了可适用于形成液晶基板或有机EL的成膜装置以外，还可适用于形成各种半导体基板的成膜装置。[符号的说明] I :阵列检查装置2 :平台3:电子枪4:检测器5:电子束扫描控制部6:平台驱动控制部7:控制部10:信号处理部11 :缺陷检测部20:缺陷检测部21 :检测部22: 二值化部23:对照部24:缺陷判别部25:存储部25a:检测数据25b : 二值化数据25c:登记形状数据100 :基板101 :面板200 204 :与电路(AND电路)300 304:与电路400 404:与电路500 :或电路(0R电路)
权利要求
1.一种TFT阵列检查方法，对TFT基板的面板施加规定电压的检查信号以驱动阵列，并对所述面板上照射带电束来进行扫描，并基于在该带电束扫描中检测到的检测信号来检查TFT基板的阵列，其特征在于，所述TFT阵列检查方法包括 检测工序，通过所述带电束的照射来检测面板上的取样点的信号强度； 二值化工序，对在所述检测工序中检测的取样点的信号强度进行二值化，求出二值化图像； 对照工序，将在所述二值化工序中求出的二值化图像中所含的形状作为对照对象形状，对该对照对象形状与预先登记的登记形状进行形状比较以进行对照；以及 缺陷判别工序，根据所述对照工序的对照结果，判别所述对照对象形状中是否包含所述登记形状，若在所述对照对象形状中包含至少一个所述登记形状，则将包含该对照对象形状的像素判别为缺陷，若在所述对照对象形状中不包含所登记的所有登记形状中的任何登记形状，则将包含该对照对象形状的像素判别为正常，且 将与在所述缺陷判别工序中判别为缺陷的像素对应的阵列作为缺陷阵列而检测出。
2.根据权利要求I所述的TFT阵列检查方法，其特征在于，所述二值化工序是将取样点的信号强度与预定的阈值进行比较，并根据所述比较的结果来将二值关联于与所述取样点对应的位置，从而形成二值化图像。
3.根据权利要求I或2所述的TFT阵列检查方法，其特征在于，所述对照工序是具备多个登记形状，并将从该多个登记形状中选择的每个登记形状与对照对象形状进行形状比较。
4.根据权利要求3所述的TFT阵列检查方法，其特征在于，所述对照工序是针对同一对照对象形状，反复进行选择工序与形状比较工序，直至在缺陷判别工序中判别为缺陷为止，所述选择工序是从所述多个登记形状中选择登记形状，所述形状比较工序是对在该选择工序中选择的登记形状与对照对象形状进行形状比较。
5.一种TFT阵列检查装置，对TFT基板的面板施加规定电压的检查信号以驱动阵列，并对所述面板上照射带电束来进行扫描，并基于在该带电束扫描中检测到的检测信号来检查TFT基板的阵列，其特征在于，所述TFT阵列检查装置包括下述 检测部，通过所述带电束的照射来检测面板上的取样点的信号强度； 二值化部，对由所述检测部检测的取样点的信号强度进行二值化，求出二值化图像；对照部，将由所述二值化部求出的二值化图像中所含的形状作为对照对象形状，对该对照对象形状与预先登记的登记形状进行形状比较以进行对照；以及 缺陷判别部，根据所述对照部的对照结果，判别所述对照对象形状中是否包含所述登记形状，若在所述对照对象形状中包含至少一个所述登记形状，则将包含该对照对象形状的像素判别为缺陷，若在所述对照对象形状中不包含所登记的所有登记形状中的任何登记形状，则将包含该对照对象形状的像素判别为正常，且 将与由所述缺陷判别部判别为缺陷的像素对应的阵列作为缺陷阵列而检测出。
6.根据权利要求5所述的TFT阵列检查装置，其特征在于，所述二值化工序是将取样点的信号强度与预定的阈值进行比较，并根据所述比较的结果来将二值关联于与所述取样点对应的位置，从而形成二值化图像。
7.根据权利要求5或6所述的TFT阵列检查装置，其特征在于，所述对照部是具备多个登记形状，并将从该多个登记形状中选择的每个登记形状与对照对象形状进行形状比较。
8.根据权利要求7所述的TFT阵列检查装置，其特征在于，所述对照部是针对同一对照对象形状，反复进行选择工序与形状比较工序，直至在缺陷判别工序中判别为缺陷为止，所述选择工序是从所述多个登记形状中选择登记形状，所述形状比较工序是对在该选择工序中选择的登记形状与对照对象形状进行形状比较。
全文摘要
本发明包括检测工序，通过带电束的照射来检测面板上的取样点的信号强度；二值化工序，对在检测工序中检测的取样点的信号强度进行二值化，求出二值化图像；对照工序，将在二值化工序中求出的二值化图像中所含的形状作为对照对象形状，对该对照对象形状与预先登记的登记形状进行形状比较以进行对照；以及缺陷判别工序，根据对照工序的对照结果，判别对照对象形状中是否包含登记形状，若在对照对象形状中包含至少一个登记形状，则将包含该对照对象形状的像素判别为缺陷，若在对照对象形状中不包含所登记的所有登记形状中的任何登记形状，则将包含对照对象形状的像素判别为正常，从而不受附加于检测信号的噪声成分影响地检测缺陷像素以进行阵列检查。
文档编号G09F9/00GK102803940SQ201080065328
公开日2012年11月28日 申请日期2010年3月17日 优先权日2010年3月17日
发明者永井正道 申请人:株式会社岛津制作所
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